USB接口.ppt

* USB数据编码和解码（续） 位填充操作从同步数据段开始，贯穿于整个传送过程，在同步数据段的数据“1”作为真正数据流的第一位。位填充操作毫无例外由传送端强制执行。 在发送端进行数据传输之前，须先执行位填塞和NRZI编码的工作。相对的，在接收端进行数据接收之前，就必须先执行NRZI译码，识别插入位并去掉它们，然后再做位反填塞（unbit-stuffing）的工作。如果接收端发现数据包中任一处有七个连续的“1”，则将会产生一个位插入错误，该数据包将被忽略。 通用串行总线USB 2、电气特性 * USB的容错性能 USB提供了多种数据传输机制，如使用差分驱动、接收和防护，以保证信号的完整性； 使用循环冗余码，以进行外设装卸的检测和系统资源的设置，对丢失和损坏的数据包暂停传输； 利用协议自我恢复，以建立数据控制信道，从而使功能部件避免了相互影响。 上述机制的建立，极大地保证了数据的可靠传输。 通用串行总线USB 2、电气特性 * USB的容错性能（续） 在错误检测方面，协议中对每个包的控制位都提供了循环冗余码，并提供了一系列的硬件和软件设施来保证数据的正确性。循环冗余码可对一位或两位的错误进行100%的恢复。 在错误处理方面，协议在硬件和软件上均有措施。硬件的错误处理包括汇报错误和重新进行一次传输，传输中若再次遇到错误，由USB的主机控制器按照协议重新进行传输，最多可进行三次。若错误依然存在，则对客户端软件报告错误，使之按特定方式处理。 通用串行总线USB 2、电气特性 * 二、USB系统中的主机 USB系统中的主机通过主机控制器与USB设备进行交互。 主要功能为：检测USB设备的安装或拆卸；管理主机和USB设备间的控制数据流；收集状态和操作信息；向各USB设备提供电源。 USB系统软件管理USB设备驱动程序的运作，包括设备编号和设置、同步数据传输、异步数据传输、电源管理、 设备与总线信息管理等。 通用串行总线USB * 一、 USB的数据流类型 USB支持 　控制信号流 　实时数据流 　块数据流 　中断数据流 　等4种数据类型　 三、 USB数据流 　　USB总线上的数据流就是主机与USB设备之间的通信。这种数据流可分为应用层、USB逻辑设备层和USB总线接口层，　　 * 1. 控制信号流: 控制信号流的作用是当USB设备一旦加入系统时，USB系统软件与设备之间建立起控制信号流来发送控制信号，这种数据不允许出错或丢失　 2. 实时数据流:实时数据流用于传输连续的固定速率的数据，它所需要的带宽与所传输数据的采样率有关。因为实时数据流要求有固定的速率和低延时，在USB系统中，专门对此操作进行了设计，尽量保证有较大的缓冲区，并确保有低的误码率　 3. 块数据流:通常用于发送大量数据　 4. 中断数据流:用于传输少量随机输入信号。它包括事件通知信号、输入字符或坐标等信息　 * 二、USB的传输类型 与USB数据流类型对应，USB有4种基本的传输类型: 　 批传输 　中断传输 　等时传输 　控制传输 * ⒈ 批传输 批传输可以是单向，也可以是双向。它用于传输大批数据，这种数据传输的时间性不强，但要确保数据的正确性。在包的传输过程中，出现错误，则需重新传输。其典型的应用是扫描仪、打印机 ⒉ 中断传输 　中断传输是单向的，且仅输入到主机，它用于不固定的、少量的数据传输。当设备需要主机为其服务时，向主机发送此类信息以通知主机，像键盘、鼠标之类的输入设备采用这方式。USB的中断传输是Polling（查询）类型。主机要频繁地请求端点输入。USB设备在全速情况下，其端点Polling周期为1～255ms；对于低速情况，Polling周期为10～255ms。因此，最快的Polling频率是1KHz。在信息的传输过程中，如果出现错误，则需将在下一个Polling中重新传输　 　 * ⒊ 等时传输 　等时传输也称同步传输，可以单向也可以双向，用于传输连续性、实时的数据。这种方式的特点是要求传输速率固定，时间性强，忽略传输错误，即传输中出错也不重传。因为这样会影响传输速率。传输的最大数据包是1024B/ms。视频设备、数字声音设备和数字相机采用这种方式 ⒋ 控制传输 控制传输是双向的，它的传输有2～3个阶段：Setup阶段，Data阶段（可以没有）和Status阶段。在Setup阶段，主机命令给设备；在Data阶段，传输的是Setup阶段所设定的数据；Status阶段，设备返回握手信号给主机　 　 * 共有4种基本的数据传送类型： 　　（1） 控制传送。控制传送采用了严格的差错控制机制，其数据传送是无损的。USB设备在初次安装时，USB系统软件使用控制传送来